基于儿童行人头部保护的发动机罩设计分析

为了改善被研究车辆的儿童行人保护性能,建立了儿童头锤冲击汽车前部结构的有限元模型,并采用同类车型试验数据验证了模型的有效性.研究了同样结构下低碳钢和铝合金发动机罩的行人保护性能,并针对儿童行人头部保护设计了波浪式内板和夹层铝合金2种不同结构的发动机罩.为了增加发动机罩的吸能特性和降低头部损伤相关的加速度参数值,研究了发动机罩边缘和翼子板间的吸能结构.结果表明:设计的新型发动机罩使整个发动机罩的刚度分布更加均匀,能在儿童行人头部的碰撞区域有效地减小儿童行人头部损伤风险;这2种结构在具有原发动机罩模型相当的静态刚度的同时,提高了发动机罩的侧向弯曲和扭转刚度.

轿车与儿童行人碰撞事故重建研究

结合MADYMO和PC-CRASH仿真分析软件重现了长沙地区一起汽车与12岁儿童行人碰撞事故的动力学响应过程.首先,根据事故现场采集的详细数据,利用PC-CRASH分析得到了与事故数据最吻合的碰撞参数;然后根据这些参数定义了MADYMO模型的边界和初始条件.建立了肇事车辆的多刚体(MBS-FACET)和有限元(FE)2种数学模型,应用MADYMO软件中的SCALER模块计算得到12岁儿童行人模型.通过仿真计算得到儿童行人与车辆碰撞的动态响应过程以及头部损伤的相关物理参数.结果表明,2种仿真模型均很好地重现了事故中行人的整个运动过程及头部碰撞情形,仿真计算得到的头部生物力学响应参数与儿童行人损伤诊断结果吻合较好.

玄武岩纤维/铝合金层合板低速冲击性能及应用研究

制备一种玄武岩纤维/铝合金层合板复合结构,通过试验和仿真,探讨该复合结构的拉伸、压缩、剪切、弯曲和抗冲击特性。采用连续壳单元模拟纤维层,建立低速冲击仿真模型,从能量吸收、接触力和层合板损伤程度3个方面,研究铺层结构和冲击载荷角度对纤维金属层合板抗冲击性能的影响。最后,将纤维金属层合板应用于发动机罩外板,进行发动机罩静态刚度和行人头部碰撞仿真分析。结果表明,与原发动机罩相比,纤维金属层合板发动机罩的弯曲刚度和扭转刚度均有不同程度提高,行人头部保护性能得到改善。

基于行人头部保护碰撞的试验设备设计

基于EEVC(European Enhanced Vehicle-Safety Committee)制定的行人碰撞保护(头部)标准,开展了行人碰撞保护设备的设计工作,介绍了头部碰撞试验设备的功能原理及各个模块的设计,建立了设备冲击所需气压与头型飞行速度之间的关系,并从速度控制方面对设备的试验能力进行了仿真。仿真结果表明:该设备满足EEVC对行人碰撞的要求,可用于下一步的设计开发。

亚麻⁃玄武岩纤维层合板低速冲击性能及应用研究

针对汽车轻量化和碰撞安全性需求,制备亚麻⁃玄武岩纤维复合材料层合板,通过试验及仿真分析,探讨了复合结构的拉伸、剪切和抗冲击特性。采用应变形式的三维Hashin失效准则和基于断裂韧性的刚度线性退化方案,编写了自定义材料模型Vumat子程序,建立低速冲击有限元模型,研究铺层结构和铺层角度对层合板抗低速冲击性能的影响,并将亚麻⁃玄武岩纤维层合板结构应用于发动机罩内外板,进行静态工况和儿童头部碰撞仿真分析。结果表明,该结构发动机罩静态刚度、减重效果均优于原钢制发动机罩,儿童头部保护性能满足要求,内板采用复合结构时性能提升更加明显。

机动车与被撞行人保护研究——基于行人碰撞保护机动车发盖铰链区设计解决方案

行人保护是汽车安全的重要内容。根据GTR行人保护试验要求,建立了行人保护头型冲击及整车有限元模型。对于HIC值较大的发盖铰链区域进行仿真模拟碰撞,分析头部加速度的时间历程,并提出了改进方案。对于改进的方案进行了仿真验证和试验,验证了优化方案的合理性和可行性。

面向行人保护的车辆主动弹起式发动机罩数值仿真

为研究在车辆碰撞过程中主动弹起式发动机罩对行人头部的保护作用,考查行人头部损伤指标HIC值,比较接触式和非接触式发动机罩抬升传感器的动作时序,仿真BUCK标准车模型撞击6岁儿童假人的冲击过程,得到传感器的最小反应时间,据此判断主动弹起式发动机罩的作用效果。采用LS-DYNA显式分析算法对某型轿车以45 km/h的初始速度撞击6岁儿童假人进行仿真分析,对比主动弹起式和非主动弹起式发动机罩的行人保护性能及其星级评定结果,由行人头部保护得分占比可知主动弹起式发动机罩可大幅提高行人头部碰撞保护性能。

汽车行人头部保护方案开发

汽车的安全越来越受到重视,尤其是对车内成员的保护,但车辆对行人的保护还远远不够。随着新法规的实施,行人保护也逐渐受到重视,文章从车辆的造型、钣金结构、CAE、试验几个方面入手,论述了行人头部保护方案的开发。